基于Android智能手机的移动车辆监控系统的设计与实现

摘要 - 我们主要介绍使用Android智能手机的移动车辆监控系统的设计和实现。用户可以随时随地使用移动屏幕观察他们车辆的信息。我们提出的设计由小的GPS / GNSS接收器终端，现代数据采集调制解调器，蜂窝数据传输网络和智能手机应用程序组成。我们全面地讨论了在系统中采用的硬件和软件方面的关键技术，包括可能用到的室内定位无线技术。本文设计的系统在实际实验中得到了实现和测试。实验结果表明，设计出的监控系统对于车主是正确的和可行的。

I.引言

如今，智能手机正在改变我们的生活。由于这些移动设备已经变得更加强大和分布的更广，移动计算变得更加重要。随着移动操作系统的市场份额稳步增长，越来越多的IT应用在移动设备上开发和部署。此外，IDe（www.idc.org）调查表明，70％的组织经常部署至少一个移动应用程序。这些趋势预计将继续。

已经有最流行的移动操作系统，如苹果的iOS，微软的Windows Mobile和谷歌的Android。 Android提供了使用Java编程语言在Android平台上开始开发应用程序所需的工具和API。它为Android开发人员提供了挑战构建应用程序的机会。因此，Android应用程序正由世界各地的开发人员开发。由于移动设备的存储空间有限，电池寿命受限，开发人员在开发应用程序时应该更加注意程序的效率。

在这项工作中，我们使用电子设计，数据库预制，网络服务设计和基于位置的服务（LBS）技术开发移动车辆监控系统。更关键的是，Android应用程序设计对智能化有足够的要求，借此来帮助用户通过Android智能手机跟踪或监控他们的车辆。

本文的其余部分组织如下。在第二部分相关工程概述在车辆监控系统和Android智能手机应用程序在相关项目。在第三节中，详细提出了硬件和软件方面的监控系统架构。在第四部分中，基于android系统提出了系统内应用的实现方式，实际上测试和分析应用的功能对系统性能的影响。文章的最后是第五部分的总结。

II.相关工作

已经有大量车辆使用GPS接收器装备作为交通探测器，车队管理等的相关工程。在阿拉斯加安克雷奇，交通部门使用80个探测车辆接收器作为用于发送和报告速度，位置，方向和燃料的终端消耗到数据库服务器。然后处理这些数据以估计驾驶员在道路上行驶的时间。经理可以实时观察车辆的地图操作。

交通模拟器被设计用于称为FreeSim的车辆探测系统。它在模拟期间提供数据以更新Google地图中的曲目。它还允许在交通系统中行驶的车辆能够保持与中央监控系统的通信。此外，在[4]中提出了比例模型方法，其中车辆在特定道路上每10或60秒报告位置和速度。然后可以通过交通模拟器计算和显示这些数据。

在[5]，Qing-Jie K. et al。从GPS车辆探测器接收的呈现的数据与环路检测器信息组合。该工作包括三个部分的算法，它们具有环路检测器的数据处理，GPS探测器的数据处理以及所提出的证据融合模型。然而，这项工作有一些缺陷，它能够证明建议的证据组合模型可以实现在特征级别的两个异构检测器的实时数据组合。

在移动互联网和智能手机的时代以及成本的降低，基于智能手机的监控服务变得更具吸引力。越来越低价格的android智能手机的渗透使他们吸引力作为负担得起的数据的来源。基于这些的车载监控系统使android智能手机适合像越南这样的发展中国家。 Minh T.Q.，et al。在[6]研究移动手机使用方法。作者收集了基于车辆分类的GPS数据，目的是在适当的时间收集正确的数据，然后区分车辆模式，识别行走的人正在使用的手机。

Timothy M.和Miller J.研究了3G iPhone的传感能力，它们能够通过蜂窝网络每8秒收集一次时间传送给中央服务器[7]。这项工作利用已证明的比例模型方法来确定穿过道路的时间。然后将收集的数据与其传统探测车辆收集的信息进行比较。结果表明他们是准确的。在后一个实验中，比较了iPhone 4和iPhone 3G探测能力，证明iPhone 3G的精度为95.82％，而Iphone 4的精度为98.90％。另一个实验表明，iPhone 4与Android智能手机的性能[8]。然而，以前的工作仅关注设计应用，假设支持GPS的智能手机收集数据。我们的系统旨在直接解决硬件和软件方面，并产出更好的监控系统。

III.建议监测系统结构

我们调查GPS/GNSS接收机，数据通信，存储，处理和智能手机开发平台的系统要求，使其成为可接受的解决方案。基于智能手机的车辆监控系统设计的建议架构如图1所示。在该图中，系统分为车辆监控层，数据库层和应用层三层。

A.移动车辆监控层

在这一层，GPS/GNSS接收机配备到移动车辆，并满足关于各种车辆的要求。接收器被设计和实现以便处理和解调来自卫星的发射信号。然后数据被处理以估计位置，方向，速度等。这些数据经由基于GPRS蜂窝数字网络的数据传输存储在数据库层中的中央服务器处。图2（a）和2（b）分别示出了GPS/GNSS接收机前后布局。而图2（c）示出了打包接收机。

B.数据库层

系统中心的设计和开发基于基于位置的服务（LBS），这是可行和实际的能力，用于监测移动车辆。向车主提供的服务不依赖于诸如固定网络（ADSL）或蜂窝网络（GSM，GRPS，WiFi）等网络基础设施。此外，为了提供LBS服务，还选择基于地理信息系统（GIS）的数字地图技术。 GIS提供地理管理能力，例如位置（提供所需的对象位置），速度（提供对象的方向），样本（提供与样本相比的位置误差）和模型（估计对象的移动趋势）。GIS还需要额外的规则信息或统计信息。更关键的是，使用图3中所示的GPRS调制解调器来实现来自/去往GPS/GNSS接收机的数据采集和用户通信。在该层中开发了具有所需功能的web服务，以便为Android应用提供服务。Web服务是使用ASP设计的。NET编程语言C在Windows 7环境中。ASP.NET是由Microsoft开发和提供的Web应用程序框架，允许开发人员创建动态Web，Web应用程序和Web服务。ASP.NET在公共语言运行时（CLR）下编译，这允许程序员编写ASP.NET代码与任何支持的语言。

C.应用层

我们开发了基于Eclipse和Android SDK 4.0的移动跟踪应用程序，用于跟踪和监控他们的车辆。从车辆上配备的GPS/GNSS接收器收集的数据信息通过GPRS蜂窝网络发送到网络服务器。这个网络服务器将更新和存储实时车辆的信息，例如位置，速度方向和燃料消耗到数据库。什么时候用户想要跟踪或监视他们的车辆信息，应用程序将发送请求到web服务，它将处理这些请求，然后响应应用程序的相应结果。

D.辅助位置层

我们正在设计基于无线传感技术的室内定位层，提供自动物体位置检测的新层自动化。取决于这种自动化的现实应用有许多。可以考虑存储在仓库中的产品的位置检测，火灾中建筑物中消防员的位置检测，特别是检测高层建筑内的移动车辆。在这些应用中，各种无线技术被用于无线室内定位。这些可以基于以下来分类：a）位置定位算法，使用诸如到达时间（TOA），到达角（AOA）和接收信号强度（RSS）的信号的各种类型的测量来确定位置的方法; b）物理层或位置传感器基础设施，无线技术用于与移动设备或静态设备通信。测量包括在系统的硬件组件之间的信号的发送和接收。

在所提出的系统中，我们使用辅助GNSS（A-GNSS）来克服常规GPS的限制，其中具有参考GPS/GNSS接收器的位置服务器可以同时检测在几平方公里的区域中的相同数量的卫星。GPS/GNSS接收机可以支持该区域的弱GPS信号。无线模块从GNSS星座和移动通信网络收集测量。测量由位置服务器组合以产生位置估计。

IV.实施

我们在运行Android操作系统的智能手机上开发了客户端应用程序Android应用程序是在开源开发工具Eclipse Ganymede JDK6中设计的，具有标准Android平台1.6和API级别4.应用程序通过Web服务与中央服务器同步[9]。 API kSOAP2（简单对象访问协议）用于应用程序和Web服务之间的数据通信。它是一个开源API，提供轻量级和高效的SOAP客户端库，用于与Android平台应用程序通信。 Android应用程序是基于图4所示的层框架设计的。Web服务是通过服务器在车辆和用户之间的通信桥梁。角色的识别基于对应车辆的用户ID注册。以这种方式，开发SOAP消息以与服务器交互Android应用。这些消息使用带有XML序列化的HTTP传送。 Web服务包括三个主要功能和一个开放功能（表I）。主要功能包括登录，当前位置和移动历史，以便分别登录到系统，获得当前位置和查看车辆活动。开放功能是LBS应用的车辆导航。这些功能在图5中描述。

移动跟踪应用程序是在运行Android4.0.4操作系统的SAMSUNG Galaxy Mega智能手机上开发的。在测试中，我们进行上述主要功能的实验。图6提供了登录功能的接口，用户类型两个参数的用户名和密码为了登录服务，web服务然后响应开发人员定义的结构的XML文件。该文件包括登录结果和由该用户监视的GPS/GNSS接收器的列表。

图7示出了用于访问移动车辆的当前位置的界面。在该功能中，用户向服务器发送用户名，密码和车辆ID三个参数，web服务然后响应包括车辆ID，当前位置和状态（停止，移动，方向，燃料消耗）的XML文件。当前位置的接口（图6（b），图7（b）包括一个由跟踪或支持功能组成的用户友好的工具栏。这样，应用程序处理从服务器接收到的信息并在数字Google上显示当前位置因此，用户可以跟踪当前车辆的当前位置以及当前地址，此外，应用还通过“隐藏服务”随时自动更新车辆位置，以继续使用web服务功能来获得车辆移动历史信息（图8）启动选择车辆ID，移动历史选项，选择开始时间和结束时间应用程序以简单可行的方式为用户操作，并且能够存储以前的输入时间。 “历史视图”跟踪和监控在数字地图上移动的车辆。

除了上述功能，应用程序还支持用户的道路导航，如图9所示。要使用此功能，用户需要在工具栏中间选择一个图标，将显示道路查找功能界面。然后用户选择用户想要旅行的起点和终点。用户还可以在应用程序中使用搜索功能。用户选择“获取方向”以获得在地图上显示的合适路线或在文本框中显示的指令。

Ⅴ.结论

我们全面介绍了基于Android智能手机的移动车辆监控系统的设计和实现。我们正确和可行地开发了用于车主的Android应用程序。实际实验结果表明，我们的应用与车辆监控基础设施完美集成。在未来的工作中，我们计划为服务用户添加一些基于LBS的功能，并构建更新数据库。我们还计划进行更多的实验，人们可以通过使用室内定位技术（如CellID和WiFi基础设施）在接收机没有感知到卫星信号的情况下监测他们的车辆。

致谢

本研究由河内科学技术部（DOST Hanoi）资助，授权号DLl02-2012-2，第136号决定/ QD-UBND，日期12/12120 11。

基于Android平台的车辆自动管理系统的设计和实现

摘要 - 本文介绍了基于标准OBDII（车载诊断），Android平台上的移动应用程序以及使用PHP（超文本预处理器）开发的Web服务器的汽车监测和诊断系统的设计和实。为了移动终端三星Galaxy ACE，车辆Kia Rio R 2013和BAFX OBDII蓝牙通信设备的发展。 还对不需要与车辆真实连接的故障代码模拟器进行了系统的测试。

关键字：OBDII, Android, PHP

I.引言

自从它创立的100多年前，汽车已经定位为世界上主要的运输方式，它已成为一个关键的工具的功能社会。然而，在过去几十年里，世界经历了一个强烈环保意识的过程，汽车作为地球上存在的主要污染源之一起着重要的作用。

制定标准OBDI的目的是监测光水平的污染水平。OBDI负责监控发动机的主要部件，并且其在新车辆中的实施在美国自1991年以来成为强制性的[1]。目前的OBDII标准是1996年由于美国更严格的环境措施而制定的，自该年以来，其在新车辆中的实施是强制性的。目前，OBDII标准已经在世界上大多数新车辆中实施，它是完善的汽车诊断的主要工具。

OBDII不仅能够确定车辆操作中的错误;它还能够实时地提供关于系统的不同参数的信息。

目前许多公司要求他们的车辆持续使用，这使得他们处于机械故障的风险，不仅危及其完整性，而且危及乘客的安全。这些故障可能导致车辆停止修理，这在业主的成本和物流方面是一个问题。因此，将OBDII标准提供的信息与用户友好界面集成的系统允许公司和车辆所有者知道其单元的机械状况，能够识别和解决车辆问题并防止对他们的潜在灾难性损坏。

该系统的实施确保了车辆的可靠性和机械部件对乘员的安全性。

II.标准OBDII

所有印刷材料（包括文本，插图和图表）必须保持在6-1/2英寸（16.51厘米）宽，8-7/8英寸（22.51厘米）高的印刷区域内。不要在打印区域之外书写或打印任何东西。所有文本必须为两列格式。色谱柱应为3-1/16英寸（7.85厘米）宽，其间有3/8英寸（0.81厘米）的空间。文本必须完全对齐。

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